Arheološki dokazi upućuju na to da je Sunion sveto područje još u brončanom dobu, ali hram vidljiv ovih dana izgrađen je sredinom 5. stoljeća prije Krista (između 444. i 440. godine prije Krista). Bio je dio ambicioznog građevinskog projekta koji je pokrenuo Perikl, koji je uključivao i druge poznate hramove kao što su Partenon i Gefestion. S obzirom na sličnosti Posejdonskog hrama s Getheonom i Nemesis hramom u Ramnusu, mnogi povjesničari zaključili su da ih je dizajnirao isti arhitekt. Jedna posebno Ujedinjena osobina svih triju hramova je činjenica da su stupovi trijema poravnati s trećim stupom Peristila. Natpis potvrđuje da je hram bio posvećen Posejdonu, a izgrađen je na ostacima još ranijeg hrama poros, čiji je temelj još uvijek vidljiv. Ovaj drevni hram uništio je Perzijanci 490. godine prije Krista, kada je još bio u izgradnji. Vrlo je malo poznato o ovom ranijem hramu, ali sigurno je da je to bila cijenjena atrakcija vidljiva iz daljine dok su mornari približavali ili napustili sigurne luke Attike. Novi hram točno ponavlja veličinu i plan drevnijeg. Posejdonov hram bio je periferna građevina dorijskog reda od mramora iz susjedne Agrileze, sa šest stupova na krajevima i trinaest na svakoj dugoj strani za ukupno 34, od kojih je trinaest preživjelo danas.
